335i则采用了直列六缸3.0升涡轮增压汽油发动机，型号为N55B30，这也是E90 335i最新车型的动力配备，率先采用了TwinPower技术。该发动机在5,800 rpm转速条件下获得最大输出功率225千瓦（306马力），在1,200-5,000 rpm转速区间内实现最大扭矩400牛·米。新款宝马335i最高速度250千米/时，从静止加速到100千米/时所需时间为5.5秒，比上一代车型快0.1秒，如果采用八速自动变速箱，则可以进一步降至5.3秒；每百公里油耗6.4升，折合44.1 mpg。排量较大的335i对应的油耗及二氧化碳排放指数相对较高，按照欧盟测试循环标准每百公里油耗7.9升，折合35.8 mpg，二氧化碳排放为186克/千米，比前辈降低6%；结合最新八速自动变速箱，每百公里油耗可改进为7.2升，折合39.2 mpg；二氧化碳排放水平为169克/千米，较上一代车型降低16%。
作为柴油动力车，320d的动力系统为一台TwinPower柴油发动机，沿用了前辈的涡轮增压四缸构型。该发动机采用复合铝制曲轴箱、最新燃油共轨技术和VNT可变喷嘴涡轮增压技术。其涡轮增压器热动力特性经过改进，电子作动器（Electric Actuator）根据发动机负荷情况调整涡轮叶片转速，因此当司机踩下全油门时，发动机即便在低转速区间也可保持全负荷状态的响应特性。在2,000 bar的压强条件下，螺线管喷嘴向气缸注入燃油，喷射控制具有高精度、充分汽化的特点，从而实现清洁、均质的燃烧效果。该发动机在4,000 rpm转速下达到最高功率135千瓦（184马力），在1,750-2,750 rpm转速条件下实现扭矩峰值380牛·米。新款宝马320d最高速度235千米/时，从静止加速到100千米/时所需时间为7.5秒；按照欧盟测试循环标准每百公里油耗低至4.5升，折合64.2 mpg，二氧化碳排放118克/千米，比旧型号降低16%。
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